新河入海口潮间带沉积物中新型有机污染物的分布及风险评估

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近年来,新型有机污染物的生产、使用、环境中赋存形式及毒性机制引起环境工作者的重视。三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯(TBC)、六溴环十二烷(HBCDs)是多溴联苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers,PBDEs)的替代型溴代阻燃剂;多卤素取代及混合卤素取代的卤代咔唑(PHCs)是最近几年引起关注的有机污染物,广泛用于生产染料、颜料、光电导体、感光材料中。相关研究表明它们具有类持久性有机污染物(POPs)及类二噁英毒性,并广泛分布于环境中。北戴河沿海地区曾拥有极其丰富的湿地资源,新河入海口附近沿海滩涂及沼泽资源尤其丰富,且受人为影响较小,但渤海19-3溢油事件发生以来,湿地植被及生态多样性受到严重损害,尤其是新河入海口附近,湿地作为生态系统重要调节功能明显退化。因此,本论文研究了北戴河湿地新河入海口潮间带沉积物中TBC、HBCDs以及PHCs的含量水平、组成特征,并对这三类新型有机污染物进行相关性分析、储量估计以及生态风险评估。本次研究对沉积物样品进行前处理(冷冻干燥、索氏提取、层析柱净化、旋转蒸发、氮吹浓缩等),通过UPLC-MS-MS(TBC、HBCDs)及GC-MS(PHCs)对样品进行分析检测。实验结果表明,TBC、HBCDs、PHCs及HBCDs三种非对映异构体α-、β-、γ-HBCD的检出率均为100%,TBC、HBCDs、PHCs的浓度范围分别为2.8-35.1、10.3-43.5、2.2-60.9 ng·g-1,平均浓度分别为13.4、18.2、7.8 ng·g-1。通过各有机污染物之间及其与TOC之间的相关性分析可知,TBC与α-HBCD(r=0.759,p<0.01),β-HBCD(r=0.807,p<0.01)和γ-HBCD(r=0.839,p<0.01)之间存在较弱的相关性,γ-HBCD(r=0.999,p<0.01)与∑HBCDs之间的相关性相对于α-HBCD(r=0.921,p<0.01),β-HBCD(r=0.942,p<0.01)与∑HBCDs之间的相关性较为显著,TOC与TBC及∑HBCDs之间相关性较弱;36-BCZ,36-CCZ,36-ICZ,1368-BCZ和ΣPHCs之间存在显著的正相关,但TOC与CZ,PHCs和ΣPHCs无相关性。本次研究还对采样区域新型有机污染物进行了储量估计和生态风险评估。TBC、∑HBCDs、∑PHCs的储存量分别估计为200.8、272.2、123.9 ng·cm-2,该结果表明该区域新型有机污染物的储存量相对较大。HBCDs的风险熵(HQ)范围为0.06-0.25,表明该区域可能存在低中度的生态风险;PHCs毒性当量评价的TEQ值高达17.66 pg TEQ·g-1,低于安全沉积物TEQ值即20 pg TEQ·g-1,对环境的风险相对较低。为了进一步了解新河入海口潮间带沉积物中TBC、HBCDs和PHCs的污染水平,将该区域与世界各地区进行对比,结果表明:该采样区域的TBC和HBCDs在世界上均处于较高的浓度水平,PHCs在已有的研究中处于中等水平。
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